Coalification degree of the No. 116/2 seam in the Janina coal mine (Upper Silesian Coal Basin) based on vitrinite reflectance

• Autorzy: Misiak Jacek

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2023.148168

Warianty tytułu

PL

Ocena stopnia uwęglenia pokładu 116/2 w kopalni Janina (Górnośląskie Zagłębie Węglowe) na podstawie refleksyjności witrynitu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of the study was the No. 116/2 coal seam belonging to the Cracow Sandstone Series of the Upper Silesian Coal Basin. Reflectograms of the samples taking into account all the vitrinite group macerals present in the coal were recorded for ΔR^o close to the standard deviation and in the standard range. A careful analysis of vitrinite reflectograms reveals the presence of three or four clearly distinguished peaks. When assessing the rank of coal, only the main maximum, peak No. 4, was considered to be significant. Measurements of the average reflectance of collotelinite were made only on the vitrinite surfaces with a thickness of more than 1 mm. Only two maxima were revealed on detailed reflectograms. These maxima correlate with the peaks marked as No. 3 and 4 in the sample reflectograms taking into account all the vitrinite group macerals. The C^daf content in the tested coal from the Janina coal mine is between 75.9 and 77.5 wt%, while for vitrain, it ranges from 71.1 to 75.5 wt%. This relationship is an exponential regression with a correlation coefficient of r = 0.95h and can be approximated by a linear correlation of r = 0.94. The correlation strength between the volatile matter content and the coefficient of average reflectance in the vitrinite of the tested coal was also examined. The statistically significant correlation is strong, which is expressed by the exponential correlation coefficient “r” being close to 0.99 and its linear approximation with the correlation coefficient r = 0.98. However, no correlation was found between the measured reflectance values and the GI coefficient calculated for the examined samples.

PL

Przedmiotem badań był pokład węgla 116/2 należący do krakowskiej serii piaskowcowej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Reflektogramy próbek uwzględniające wszystkie występujące w węglu macerały grupy witrynitu, zarejestrowano w postaci reflektogramów przy stadium ΔR^o zbliżonego do odchylenia standardowego oraz w zakresie standardowym. Reflektogramy witrynitu dokładniej rejestrowane ujawniają obecność 3 lub 4 wyraźnie wyodrębnionych pików. Znaczenie w ocenie stopnia uwęglenia badanego węgla przypisano wyłącznie głównemu maksimum – pik nr 4. Wykonano także pomiary średniej refleksyjności kolotelinitu wyłącznie na powierzchniach warstewek witrynu o grubości większej od 1 mm. Na szczegółowych reflektogramach ujawniły się jedynie 2 maksima. Maksima te korelują z pikami oznaczonymi jako nr 3 i 4 w reflektogramach próbek uwzględniający wszystkie macerały grupy witrynitu. Zawartość pierwiastka C^daf w badanym węglu z KWK Janina zmienia się w przedziale od 75,9 do 77,5 %wt, natomiast w witrynie od 71,1 do 75,5 %wt. Zależność ta ma charakter regresji o charakterze wykładniczym o współczynniku korelacji r = 0,95, która może być przybliżona korelacją liniową o r = 0,94. Zbadano również siłę korelacyjną między zawartością części lotnych a współczynnikiem średniej refleksyjności w witrynitu badanego węgla. Statystycznie istotna korelacja jest silna, co wyraża współczynnik korelacji wykładniczej „r” bliski wartości 0,99 i liniowe jej przybliżenie o wartości współczynnika korelacji r = 0,98. Nie stwierdzono natomiast korelacji pomiędzy pomierzonymi wartościami refleksyjności a współczynnikiem GI obliczonym dla badanych próbek.

Słowa kluczowe

EN

coal seam; vitrinite reflectance; coalification degree

PL

pokład węgla; refleksyjność witrynitu; stopień uwęglenia

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 39, z. 4
• Strony: 123--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Misiak Jacek

• AGH University of Kraków, Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0708-728X

Bibliografia

• [1] Botor, D. 2014. Timing of coalification of the upper carboniferous sediments in the Upper Silesian Coal Basin on the basis of by apatite fission track and helium dating (Wiek uwęglenia utworów górnokarbońskich w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w świetle datowań apatytów za pomocą metody trakowej i helowej). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 30(1), pp. 85-104, DOI: 10.2478/gospo-2014-0010 (in Polish).
• [2] Dembowski, Z. 1967. Development of the Libiąż Beds in the Upper Silesian Coal Basin (Rozwój i wykształcenie warstw libiąskich w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym). Biul. Inst. Geol. 204, pp. 6-69 (in Polish).
• [3] Documentation 2000. Supplement No. 3 to the geological documentation in cat. C1, C2 of the coal deposit “Libiąż - Dąb” (Dokumentacja 2000. Dodatek nr 3 do dokumentacji geologicznej w kat. C1, C2 złoża węgla kamiennego „Libiąż - Dąb”) (in Polish).
• [4] Gabzdyl, W. 1978. Wybrane zagadnienia z petrografii węgla: węgiel jako skała i surowiec. Skrypty Uczelniane 803, Silesian University of Technology.
• [5] Gabzdyl, W. and Hanak, B. 1982. Petrographic structure and degree of coalification of vitrite from the Siersza Mine (Upper Silesian Coal Basin) (Budowa petrograficzna i stopień uweglenia witrytu z kopalni Siersza (GZW)). Geological Quarterly 26(3-4), pp. 505-523 (in Polish).
• [6] Gabzdyl, W. and Hanak, B. 1984. Petrographic characterization of coal from the coal mine “Janina” (Charakterystyka petrograficzna węgla z pokładów KWK Janina (GZW)). Zesz. Nauk. Polit. Śląskiej, seria: Górnictwo 125, pp. 6-20 (in Polish).
• [7] Hanak, B. and Komorek, J. 1987. Petrographic and chemical differentiaition of vitrinite concentrates from high volatile coal (Zróżnicowanie petrograficzno-chemiczne koncentratów witrynitu). Zesz. Nauk. Polit. Śląskiej, seria: Górnictwo 155, pp. 24-37 (in Polish).
• [8] Hanak B., 1993 – Petrographic and chemical-technological variability of flame coal of technological type 31 from the Łaziska Beds and the Libiąż Beds, Upper Silesian Coal Basin, and its practical importance. Zesz. Nauk. Polit. Śląskiej 1204 (monografia).
• [9] ICCP 1998. The new vitrinite classification (ICCP System 1994): Fuel 77, pp. 349-358.
• [10] ICCP 2001. The new inertinite classification (ICCP System 1994). Fuel 80, pp. 459-471.
• [11] Jelonek, I. and Smieja-Król, B. 2005. Selected petrographic properties of coal from 209 Łaziska beds in the Jaworzno mine area (Wybrane własności petrograficzne węgla z pokładu 209 warstw łaziskich w obszarze kopalni „Jaworzno”). Zesz. Nauk. Polit. Śląskiej, seria Górnictwo 268. pp. 77-87 (in Polish).
• [12] Jelonek, I. and Smołka-Danielowska, D. 2006. Characteristics of hard coal and mineral matter in the bed of 207 Łaziska beds (Charakterystyka węgla kamiennego i materii mineralnej pokładu 207 warstw łaziskich). Zesz. Nauk. Polit. Wrocł. 116, pp. 283-290 (in Polish).
• [13] Jureczka et al. 1995 – Jureczka, J., Aust, J., Buła, Z., Dopita, M. and Zdanowski, A. 1995. Geological map of the Upper Silesian Coal Basin (Carboniferous subcrop) 1:200 000 (Mapa Geologiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (odkryta po karbon) skala 1:200 000). Warszawa: PIG (in Polish).
• [14] Kwiecińska, B. and Wagner M. 2001. Possibility of using reflexivity as a research method in the classification and technological assessment of the quality of lignite (Możliwość zastosowania refleksyjności jako metody badawczej w klasyfikowaniu i technologicznej ocenie jakości węgla brunatnego). Wyd. AGH University of Science and Technology Press (in Polish).
• [15] Laskowski, T. and Panuś, M. 1951. Coal petrography (Petrografia węgla). Katowice: PWT (in Polish).
• [16] Mielecki T. 1962. Coal. Property and research news (Węgiel. Wiadomości o własnościach i badaniu). The AGH University of Science and Technology Press. Katowice (in Polish).
• [17] Newman, J. and Newman, N.A. 1982. Reflectance anomalies in Pike River coals: evidence of variability in vitrinite type, with implication for maturation studies and “Suggate rank”. New Zealand Jour. Geol. Geoph. 25, pp. 233-243.
• [18] Pickel et al. 2017 – Pickel, W., Kus, J., Flores, D., Kalaitzidis, S., Christanis, K., Cardott, B.J., Misz-Kennan, M., Rodrigues, S., Hentschel, A., Hamor-Vido, A., Crosdale, P. and Wagner, N. 2017. Classification of liptinite – ICCP System 1994. International Journal of Coal Geology 169, pp. 40-61.
• [19] PN-ISO 7404-3:2001. Classification of coals
• [20]. Stach et al. 1982 – Stach, E ., Mackowsky, M.Th., Teichmüller, M., Taylor, G.H., C handra, D. and Teichmüller, R. 1982. Stach’s Textbook of Coal Petrology. GebrüderBorntraeger, Stuttgart, pp. 428.
• [21] Suzuki, Y. and Fujii, K. 1996. The properties of Japanese coals and its relation with degradinite. Fuel 37( 5), pp. 332-334.
• [22] Święch, F. and Kwiecińska, B. 2003. Heavy metal concentration in bituminous coal from the “Janina” coal-mine, USCB, Poland. Mineralogia Polonica 34 (1), pp. 69-75.
• [23] Teichmüller, M. 1989. The genesis of coal from the viewpoint of coal petrology. Intern. Jour. Coal Geol. 12, pp. 1-87.
• [24] UN-ECE, 1998. International Classification of In-Seam Coals. Economic Commission for Europe, Committee on Sustainable Energy, Geneva, Energy 19, 41 p.
• [25] Zdanowski, A. and Żakowa, H. 1995. The Carboniferous System in Poland. Pr. Państw. Inst. Geol. 148, pp. 1-215.